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No, hombre, ni siquiera hemos descubierto todavía las baterías de iones de sodio, pero ¿las baterías de iones de potasio están aquí?

Recientemente, salió una batería de iones de potasio 18650 de la empresa del Grupo 1. Se dice que se puede utilizar a un precio más bajo que las baterías de iones de litio.La densidad de energía alcanza los 160-180Wh/kg . ¿Cuál es este concepto?BYDLa batería de la hoja de fosfato de hierro y litio tiene solo 140 Wh/kg. . .

Lo mismo ocurre con la batería de iones de sodio promocionada anteriormente, que puede alcanzar una densidad de energía de 160 Wh/kg. Incluso la batería de iones de sodio de segunda generación de 200 Wh/kg de Ningde ya está en desarrollo.

Maldita sea, ¿se abandonarán pronto las baterías de iones de litio?

Oye~ las cosas no son tan simples.

En primer lugar, debemos corregir esta comparación. "Densidad de energía del paquete de baterías"y "Densidad de energía celular"Hay dos tipos. La batería tiene más carcasas que el núcleo de la batería, por lo que el valor es, naturalmente, mucho menor.

Las baterías de iones de sodio y potasio mencionadas anteriormente se refieren a "Densidad de energía de la celda", mientras que las baterías Blade de BYD generalmente se refieren a "densidad de energía del paquete de baterías", por lo que no se puede comparar así.

Según el nivel técnico actual,Como máximo, los iones de sodio y potasio pueden alcanzar una densidad energética similar a la del fosfato de hierro y litio.

Porque el "rendimiento" de los iones de sodio y potasio es inherentemente inferior al de los iones de litio. Tomemos una batería hecha de iones de sodio y potasio, suVoltajeyCapacidad específicaAmbos son menores (el producto de estos dos es la densidad de energía).

Primero veamos este voltaje.

Ya sabes, las baterías eléctricas generalmente instaladas en los automóviles se llaman "baterías de mecedora" porque los iones oscilarán entre los polos positivo y negativo como una mecedora. . .

Uh... Si esta afirmación es demasiado abstracta, entonces también podemos pensar en el proceso de carga y descarga de la batería como un desplazamiento.El electrodo positivo es la casa de alquiler, el electrodo negativo es el edificio de oficinas y el trabajador migrante es el ion metálico., es para electrones y permanece entre dos puntos y una línea durante todo el día.

Oye, deja de hablar, deja de hablar, me veo. . .

La razón por la que se eligieron litio, sodio y potasio como trabajadores elegidos es, por supuesto, por sus extraordinarios talentos y sus huesos únicos.

Mucha gente dice que es porque estas tres personas están relacionadas por sangre. Todos son de la familia de los metales alcalinos y están ubicados en la primera columna de la tabla de elementos químicos. La próxima generación de baterías se puede adivinar con los ojos cerrados: deben ser iones de rubidio. . .

Pero ese no es realmente el caso.

Básicamente, lo que estamos observando es la actividad de las propiedades químicas.Por ejemplo, el litio, el potasio, el calcio, el sodio, el magnesio y el aluminio tienen potenciales de electrodo estándar más bajos, lo que indica que es más fácil perder electrones.Úselos como baterías y el voltaje será mayor.

Entonces también podemos ver que entre estos elementos, el litio, el sodio y el potasio son los mejores estudiantes entre los mejores estudiantes. Pero la pregunta es, ¿por qué al final solo el litio fue admitido en la universidad?

Esto hay que verlo de nuevo.La capacidad específica se refiere a la cantidad de electricidad (número de cargas) por unidad de masa.En otras palabras, en un bloque de material catódico, cuantas más partículas de litio, sodio y potasio estén empaquetadas, mayor será la capacidad específica.

Debes saber que entre este montón de elementos metálicos, el litio es el más delgado, ocupando el puesto número 3 en la lista de elementos químicos, mientras que el sodio es el 11 y el potasio el 19. Cuanto mayor sea el peso, más gordo será.

Por lo tanto, en la misma habitación se pueden exprimir más iones de litio que sodio y potasio.Capacidad específicaydensidad de energíaNaturalmente es mucho mayor.

Entonces, ¿no serían completamente inútiles los iones de sodio y potasio? No es que pueda decir eso.

De hecho, todo se puede "en silla de ruedas". , el rendimiento de la batería depende no sólo de los iones metálicos, sino también de todo el material del cátodo. Como todos sabemos, los materiales catódicos de las baterías de iones de litio se dividen en fosfato de litio y hierro y litio ternario. También son litio, y el litio ternario tiene mejor rendimiento que el fosfato de litio y hierro.

Por tanto, los iones de sodio y potasio también pueden cambiar el material del cátodo para mejorar el rendimiento. En general, existen tres tipos:Óxidos de metales de transición, compuestos polianiónicos.yAnálogo del azul de Prusia.

El litio ternario mencionado anteriormente es el primer tipo, el fosfato de litio y hierro es el segundo tipo y, a juzgar por las soluciones técnicas actuales, los iones de sodio y potasio utilizarán el tercer tipo.Analógico azul de Prusia。

Aunque el nombre suene extraño, el análogo del azul de Prusia, al igual que los dos hermanos anteriores, representa un compuesto, es decirferrocianuro férrico. Si lleva dos iones metálicos, se verá azul de Prusia, por eso se llama azul de Prusia. Si lleva un ión metálico, se llamará blanco de Prusia. . .

Oh, sí, las baterías de iones de sodio de Ningde solían usar blanco de Prusia, mientras que las baterías de iones de potasio usaban azul de Prusia, porque los experimentos han demostrado que esta solución tiene el mejor rendimiento general.

En resumen, combinadas con análogos del azul de Prusia, las baterías actuales de iones de sodio y potasio pueden alcanzar una densidad energética similar a la del fosfato de hierro y litio.

Pero aun así,También es difícil para las baterías de iones de sodio y potasio reemplazar el fosfato de hierro y litio en la actualidad.

Ya sabes, la razón principal por la que todos los desarrollan es porque tienen menores costos de fabricación, porque estos dos productos están disponibles en todas partes. Por ejemplo, el sodio, que puedo encontrar en mi cocina, y el potasio, que es un fertilizante químico de uso común. en zonas rurales "cenizas de vegetación".

El problema ahora es que la ventaja de precio de las baterías de sodio y potasio no es obvia, porque el precio del litio se ha desplomado. . .

Hace unos días hubo noticias de que el precio del carbonato de litio cayó por debajo de los 80.000 yuanes/tonelada. Aunque no es tan barato como el cobre y el hierro, ya es una sexta parte más barato que los 500.000 yuanes/tonelada de hace dos años.

Para las baterías de iones de potasio que utilizan análogos del azul de Prusia, aunque el material del electrodo positivo es barato, el separador, el electrodo negativo y otros materiales son más caros que el fosfato de hierro y litio, por lo que la ventaja de precio no es obvia e incluso puede ser más caro que el litio. . alto. . .

Para ser honesto, estoy muy nervioso por esto.

Y el mayor problema está en el proceso,La consistencia actual de la producción de baterías de iones de sodio y potasio sigue siendo relativamente pobre.Aún es una cuestión de si podrá alcanzar el rendimiento de laboratorio.

Tomemos como ejemplo las baterías de iones de sodio que ahora se producen en masa. En teoría, son más seguras que las baterías de litio y es menos probable que se enciendan espontáneamente. Sin embargo, también hay propietarios de UP en Bilibili que realizaron experimentos de acupuntura hechos por ellos mismos y descubrieron que todavía. tiene riesgos de seguridad (este tipo es realmente feroz).

Entonces, al menos por ahora, las baterías de iones de sodio y potasio pueden ser más adecuadas para el almacenamiento de energía, en lugar de las baterías de energía de nuestros automóviles eléctricos. Incluso si hay suficiente tecnología y tecnología para respaldarlo algún día en el futuro, no pueden reemplazarlas. Baterías ternarias de litio de mayor rendimiento, porque el límite superior de materiales es mucho.

De hecho, para decirlo sin rodeos,Todo el mundo está desarrollando varios tipos de baterías, no porque los iones de litio no sean buenos, sino porque hay muy poco litio.

Debido a que el litio es un metal raro, sus reservas en la Tierra son muy pequeñas y se concentran en América del Sur. Además, una vez convertido en baterías, el litio es difícil de reciclar y tarde o temprano se agotará.

Por lo tanto, incluso si el rendimiento es deficiente, aún necesitamos desarrollar una batería barata y abundante para hacer frente a la posibilidad de escasez de litio en el futuro. En el peor de los casos, debemos reemplazar la estación de batería con más frecuencia.

La aparición de baterías de iones de potasio se debe principalmente a la desventaja de que las baterías de iones de sodio no pueden usar electrodos negativos de grafito.Entonces, lo que reemplaza primero no es el litio, sino el sodio.

En resumen, pase lo que pase, a juzgar por la tecnología actual, el sodio y el potasio son sólo sustitutos del litio. Que puedan lograr avances en el futuro depende de si los hermanos en investigación y desarrollo de baterías pueden poner más esfuerzo en ello.

Si realmente se desarrolla un sustituto del fosfato de hierro y litio, tendremos que volver a cambiar de coche, ¿verdad?